Električna energija in svetloba iz limone: 3 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Pred nekaj več kot 200 leti je italijanski fizik Alessandro Volta izumil prvo pravo baterijo. V tem razrednem znanstvenem eksperimentu lahko ponovno ustvarimo zelo podobno baterijo, ki jo je Volta izumil z uporabo le limone in dveh kosov kovine. Je dovolj močan, da prižge LED, res ustvarjamo svetlobo iz limone!

Mimogrede … Voltina baterija je uporabljala baker, cink in krpo, namočeno v slano vodo. V našem poskusu bomo uporabili baker, magnezij in limono, vendar je teorija enaka, za proizvodnjo električne energije uporabljamo kemično reakcijo.

Projekt je namenjen učencem, starim od 10 do 10 let (ameriški razred 5-9). Starejši učenci bi morali biti sposobni dokončati projekt brez pomoči in ugotoviti, zakaj vezje ne deluje (na primer povezava med limonami itd. Ni dobra).

Projekt je kot nalašč za pouk fizike ali splošnih znanosti, lahko pa ga razširimo tudi na razred IT. Vaši učenci bodo razmišljali, od kod njihovi mobilni telefoni črpajo moč. Razred kaže, da baterija uporablja kemično reakcijo za ustvarjanje električnega toka.

Zaloge

• Polovica limone narezana na 3 dele (to je 3 x 1/6 limone)
• Nekaj bakrene žice (skupaj približno 12 cm (20 cm)) - to je žica, ki se uporablja v vaših domačih vtičnicah za elektriko. Če poznate električarja, bodo zagotovo imeli veliko odklonov, ki jih lahko uporabite. Sicer je na voljo v vsaki trgovini s strojno opremo.
• Nekaj magnezijevega traku (skupaj približno 10 cm) - ta je na voljo na spletu za približno 3 USD za dvorišče (1 m). Če ga ne morete dobiti, bodo delovali tudi "pocinkani" žeblji (vendar ne tako dobri), to so nohti pokriti s cinkom, prodajalne strojne opreme jih bodo imele. Videti so sivi in dolgočasni (tj. niso sijoči).
• LED (navadna 3v LED), izogibajte se modri barvi, saj so včasih potrebovali več energije, da jih prižgejo.

1. korak: Pripravite materiale in naredite celice

Vzemite 1/2 limone in jo razrežite na 3 dele, kot je prikazano na sliki

Nato odrežite 2 kosa bakrene žice, dolge približno 1 ". Prepričajte se, da okoli kabla ni gumijaste zaščite, naj bo" bakrene "barve:-)

Končno 3 kosi magnezijevega traku dolžine približno 1 (enostavno ga je rezati s škarjami)

Ustvarili bomo 3 majhne baterije (ali "celice"). Vsaka baterija je sestavljena iz limoninega segmenta, bakrenega priključka in magnezijevega priključka.

Zakaj potrebujemo 3 baterije, vprašate? No, vsaka baterija bo proizvedla približno 1 volt električne energije, vendar LED za delovanje potrebuje približno 3 volte električne energije. Torej, če priključimo 3 baterije zapored, bomo imeli 3 volte, bi morala biti popolna za prižiganje LED.

Korak: Priključite 3 baterije v vrsto

Torej imamo 3 baterije, zdaj jih moramo povezati zaporedoma.

Na tej stopnji je pomembno, da se bakreni priključek ene baterije poveže z magnezijevim poljem naslednje baterije. Najlažji način za to je, da upognete bakreno žico, tako da se stisne na magnezij, da se tesno poveže.

Če po nesreči priključite baker na baker ali magnezij na magnezij vsake baterije, se baterije v bistvu medsebojno izničijo, tako kot bi eno od baterij v napačen način v daljinski upravljalnik televizorja obrnili, daljinec ne bo deloval.

Tako imamo zdaj 3 baterije zapored.

3. korak: Priključite LED in naj bo svetloba

Nazadnje lahko LED priklopimo na skrajni levi priključek leve baterije in skrajno desni priključek desne baterije, tako da nastane električno vezje.

Toda počakajte - LED je zelo poseben glede tega, kako je povezan. Videli boste, da je ena od nog na LED -ju daljša od druge, to se imenuje "anoda", to je treba povezati s pozitivno (+) stranjo baterije. Krajši krak se imenuje "katoda", to je treba povezati z negativno (-) stranjo baterije.

Toda kateri je pozitivni in kateri negativni priključek na limonski bateriji?

….. Baker je pozitiven (+), zato dolg krak LED priklopite na bakreno žico, kratko pa LED diodo priključite na magnezijev priključek.

In hej presto LED naj zasveti. Če stisnete segmente limone, boste morda videli, da LED sveti svetleje, saj se bo sprostilo več soka, kar bo omogočilo boljšo povezavo s sponkami.

Kakšna je torej znanost za to čarovnijo?

No, med dvema različnima kovinskima sponkama (imenovane "elektrode") poteka kemična reakcija, limonin sok pomaga pri reakciji (imenuje se "elektrolit"). Ko pride do kemijske reakcije, se ustvarijo dodatni "elektroni", ki po krogu tečejo v LED. LED nato te elektrone pretvori v svetlobo.

Poglejte, kaj se zgodi s sponkami, če pustite LED diodo priklopljeno nekaj ur - bojim se, da niste izumili baterije, ki bo trajala večno!

Poskusite lahko tudi samo z dvema celicama, LED naj sveti, vendar bo svetlejša. Zagotovo bo samo ena celica napetost prenizka, da bi prižgala LED, vendar poskusite.

Baterije postajajo vse bolj kritične za napajanje naših mobilnih naprav in električnih avtomobilov, ta razred kaže, da je tehnologija baterij v zadnjih 200 letih močno napredovala, vendar je še vedno veliko prostora za izboljšave … morda bo kmalu vaš mobilni telefon le polnjenje je potrebno enkrat letno!

Če magnezijevega traku ne najdete:

Nazadnje, če nimate magnezija, lahko poskusite tudi s cinkom, tako kot je to storil Alessandro Volta namesto magnezija (lahko uporabite nekaj pocinkanih (imenovanih "pocinkanih") žebljev), vendar boste morda morali uporabiti več kot 3 celice ker bo cink proizvedel le 0,9 voltov na celico v primerjavi z več kot 1 voltom z magnezijem.